面向飞行模拟器的视景仿真系统

面向飞行模拟器的视景仿真系统

飞行模拟器训练是通过模拟真实飞行环境，满足初级飞行员飞行入门或者飞行员飞行恢复的必要功能训练，也是飞行特情处置演练的必备训练科目。高档的飞行模拟器中的某些功能模块，欧美等西方发达国家仍然对我国实行技术封锁和产品禁运。

在当前大力培养飞行员的过程中，存在飞行模拟器真实度不高，使得飞行模拟训练效果不佳等问题，在硬件技术逐渐被我国国产设备取代的情形下，能够模拟各种自然现象和各种飞行环境的视景仿真系统，由于开发难度大，技术门槛高等难点，迄今为止国内科研院所和企业都未能研制出来，一直依赖从国外进口，造成飞行模拟器价格奇高，二次开发系统限制多，而且也面临飞行员飞行数据泄露等问题，使得我国飞行模拟器的发展一直处于卡脖子状态，严重影响了我国飞行员的培训进程。

另一方面，由于当前的飞行模拟器存在单一的功能训练任务，而且飞行环境的逼真度不高，造成飞行员对飞行模拟器科目存在应付了事的状态，影响了飞行训练任务的落实。因此对飞行模拟器的升级改造甚至让飞行模拟器脱胎换骨，使得飞行模拟器不仅仅是飞行员对飞机座舱仪表操作的功能训练器，成为飞行员作战任务的想定推演的利器，进一步通过与真实飞机实现联网，达到与真实飞机同时进行虚实飞行对抗演练的工具，从而使得飞行模拟器真正成为飞行员的强大辅助工具。

北京大学与天津微视威信息技术有限公司联合开发的面向飞行模拟器的视景仿真系统，具有以下几个特点：

1.复杂环境实时渲染，具有模拟各种气象条件和自然环境的大于60fps高保真

场景渲染能力；

2.影像匹配实景化，具有高精度三维重建场景的快速重建与部署能力；

3.联网实时协同，具有全球场景数据库，适合联网发布，实现联网对抗和编队

飞行等作战训练；

4.复杂城市场景自动重建，具有大规模城市级三维真实感场景的自动重建；

5.完全自主知识产权的系统平台研发，可以满足各种模拟器的视景仿真系统的

二次开发需要。

本系统的创新性和先进性：

1.提出了一种影像匹配实景化技术，通过对地面三维复杂场景的快速高精度重

建，并快速集成到飞行模拟器的视景仿真环境中，达到三维复杂场景的高逼真度显示效果，提高飞行员飞行模拟的视觉真实性，提高飞行模拟的沉浸感和可信度。

2.提出了大规模城市环境的自动重建，在飞行模拟过程中，当前的飞行环境不

仅仅是高空环境，随着飞机性能的提高和电子测量设备精度的提高，中低空飞行环境训练变得越来越多，飞行员对飞行训练环境中的地形场景的真实感要求提高，因此快速构建大范围的三维复杂真实城市环境变得重要而迫切，这里通过影像数据和GIS数据的特性，可以快速提取城市建筑道路等各种特征对象，从而可以生成具有良好真实感的三维城市场景，从而为飞行训练提供大规模的基础数据。

3.实现了模拟器的联网协同，通过飞行模拟器之间，甚至飞行模拟器与真实飞

机之间实现联网协同，利用我们构建的全球场景数据库，实现虚实飞机之间的联网作战对抗训练，从而可以从单纯的功能训练变成丰富多变的飞行作战训练，从而可以大幅度提高飞行员培训效率，提高飞行员训练质量。

4.提出了一种新型的飞行训练模式，利用全球场景数据库，可以在飞行模拟器

上实现：

●飞行员飞行行为特征分析，从而可以更为精确的把握飞行员的训练效果，

设置更有针对性的飞行训练任务。

●基于联网的虚实飞机对抗推演，实现真实飞机与飞行模拟器作为虚拟飞

机之间的联网对抗训练。

●不仅仅是飞行员的飞行功能训练，而是可以设置各种复杂飞行环境下的

技战术演练，实现练习即实战，达到练战术，练联合对抗，练特情应对

处置。从而实现对传统飞行模拟器飞行训练的颠覆性影响。

●更进一步的，可以实现海军航空兵、空军，陆航，陆军、火箭军等多兵

种合成演练，完成战场环境全体系的模拟对抗，不分飞行模拟器与真实

飞机，不分真实或者虚拟的武器装备。

●更重要的是，这种飞行训练模式，可以在民用航空、通用航空、无人机、

直升机，或者体验式飞行模拟等各种飞行训练环境中，为迎接未来通用

航空和无人机航空的大发展做好准备。